Verschillende snijmethoden van lasersnijmachine.

Lasersnijden is een contactloze verwerkingsmethode met hoge energie en een goede regelbaarheid van de dichtheid. De laserstraal wordt gefocusseerd om een ​​lichtvlek te vormen met een hoge energiedichtheid, die veel eigenschappen heeft bij het snijden. Er zijn hoofdzakelijk vier verschillende snijmethoden voor lasersnijden om met verschillende situaties om te gaan.

Shuttle tafel lasersnijmachine	Enkele tafel lasersnijmachine	Pijplasersnijmachine

Fusie snijden

Bij lasersmelten en snijden wordt het werkstuk gedeeltelijk gesmolten en wordt het gesmolten materiaal met behulp van luchtstroom naar buiten gespoten. Omdat de overdracht van het materiaal alleen in vloeibare toestand plaatsvindt, wordt het proces lasersmelten en snijden genoemd.

De laserstraal wordt gecombineerd met een zeer zuiver inert snijgas om het gesmolten materiaal weg te drijven van de kerf, en het gas zelf neemt niet deel aan het snijden. Lasersmeltsnijden kan een hogere snijsnelheid krijgen dan vergassingsnijden. De energie die nodig is voor vergassing is meestal hoger dan de energie die nodig is om het materiaal te smelten. Bij lasersmelten en snijden wordt de laserstraal slechts gedeeltelijk geabsorbeerd. De maximale snijsnelheid neemt toe met de toename van het laservermogen en neemt bijna omgekeerd af met de toename van de dikte van de plaat en de toename van de smelttemperatuur van het materiaal. Bij een bepaald laservermogen is de beperkende factor de luchtdruk bij de spleet en de thermische geleidbaarheid van het materiaal. Met lasersmelten en snijden kunnen oxidatievrije incisies worden verkregen voor ijzermaterialen en titaniummetalen. De laservermogensdichtheid die smelten maar geen vergassing veroorzaakt, ligt tussen 104 W/cm2-105W/cm2 voor staalmaterialen.

Verdampt snijden

In het laservergassingssnijproces is de snelheid van de materiaaloppervlaktetemperatuur die stijgt tot de kookpunttemperatuur zo snel dat het voldoende is om smelten veroorzaakt door warmtegeleiding te voorkomen, zodat een deel van het materiaal in stoom verdampt en verdwijnt, en een deel van de materiaal wordt met hulpgas uit de bodem van de spleet gespoten. De stroming blaast weg. In dit geval is een zeer hoog laservermogen vereist.

Om condensatie van materiaaldamp op de spleetwand te voorkomen, mag de dikte van het materiaal de diameter van de laserstraal niet veel overschrijden. Dit proces is daarom alleen geschikt voor toepassingen waarbij het verwijderen van gesmolten materiaal moet worden vermeden. Deze verwerking wordt eigenlijk alleen gebruikt in gebieden waar legeringen op ijzerbasis erg klein zijn.

Dit proces kan niet worden gebruikt voor materialen zoals hout en bepaalde keramiek die niet in gesmolten toestand zijn en daarom is het onwaarschijnlijk dat de materiaaldamp opnieuw condenseert. Bovendien vereisen deze materialen meestal dikkere sneden. Bij laservergassingsnijden hangt de optimale bundelfocus af van de materiaaldikte en de bundelkwaliteit. Het laservermogen en de verdampingswarmte hebben slechts een bepaalde invloed op de optimale focuspositie. Bij een bepaalde plaatdikte is de maximale snijsnelheid omgekeerd evenredig met de verdampingstemperatuur van het materiaal. De vereiste laservermogensdichtheid is groter dan 108 W/cm2 en is afhankelijk van het materiaal, de snijdiepte en de focuspositie van de straal. Bij een bepaalde plaatdikte wordt, uitgaande van voldoende laservermogen, de maximale snijsnelheid beperkt door de gasstraalsnelheid.

Gecontroleerd breuksnijden

Voor brosse materialen die gemakkelijk worden beschadigd door hitte, wordt snel en controleerbaar snijden uitgevoerd door laserstraalverwarming, wat gecontroleerd breuksnijden wordt genoemd. De belangrijkste inhoud van dit snijproces is: de laserstraal verwarmt een klein gebied van het brosse materiaal, waardoor een grote thermische gradiënt en ernstige mechanische vervorming in dit gebied ontstaat, wat leidt tot de vorming van scheuren in het materiaal. Zolang een gelijkmatige verwarmingsgradiënt wordt aangehouden, kan de laserstraal scheuren in elke gewenste richting geleiden.

Oxidatie smeltsnijden (laservlamsnijden)

Smelten en snijden gebruiken over het algemeen inert gas. Als het wordt vervangen door zuurstof of andere actieve gassen, wordt het materiaal ontstoken onder de bestraling van de laserstraal en vindt er een felle chemische reactie plaats met zuurstof om een ​​andere warmtebron te genereren om het materiaal verder te verwarmen, dat oxidatief smelten en snijden wordt genoemd.

Vanwege dit effect is voor constructiestaal van dezelfde dikte de snijsnelheid die met deze methode kan worden verkregen hoger dan die van smeltsnijden. Aan de andere kant kan deze methode een slechtere snijkwaliteit hebben in vergelijking met smeltsnijden. In feite zal het een bredere kerf, duidelijke ruwheid, een grotere door warmte beïnvloede zone en een slechtere randkwaliteit produceren. Laservlamsnijden is niet goed wanneer prgebruik van precisiemodellen en scherpe hoeken (gevaar voor afbranden van de scherpe hoeken). Een gepulseerde laser kan worden gebruikt om de thermische invloed te beperken en het vermogen van de laser bepaalt de snijsnelheid. Bij een bepaald laservermogen is de beperkende factor de toevoer van zuurstof en de thermische geleidbaarheid van het materiaal.